耐高壓的MOS管與耐低壓的MOS管區(qū)別:耐高壓的MOS管其反應(yīng)速度比耐低壓的MOS管要慢。mos管是金屬(metal)—氧化物(oxid)—半導(dǎo)體(semiconductor)場效應(yīng)晶體管,或者稱是金屬—絕緣體(insulator)—半導(dǎo)體。MOS管的source和drain是可以對調(diào)的,他們都是在P型backgate中形成的N型區(qū)。在多數(shù)情況下,這個兩個區(qū)是一樣的,即使兩端對調(diào)也不會影響器件的性能。這樣的器件被認(rèn)為是對稱的。雙極型晶體管把輸入端電流的微小變化放大后,在輸出端輸出一個大的電流變化。雙極型晶體管的增益就定義為輸出輸入電流之比(beta)。另一種晶體管,叫做場效應(yīng)管(FET),把輸入電壓的變化轉(zhuǎn)化為輸出電流的變化。FET的增益等于它的transconductance,定義為輸出電流的變化和輸入電壓變化之比。市面上常有的一般為N溝道和P溝道,詳情參考右側(cè)圖片(N溝道耗盡型MOS管)。而P溝道常見的為低壓Mos管。mos管的輸入端加有控制電極以使mos管的導(dǎo)通狀態(tài)受控制而穩(wěn)定下來。上海加工MOS管
低壓MOS管四大重要參數(shù):1、電壓規(guī)格(VDSS)2、電流規(guī)格(In)3、mos飽和導(dǎo)通電阻(RDS(ON))4、封裝形式低壓MOS管四大選型要點(diǎn)1、用N溝道orP溝道選擇好MOS管器件的首要一步是決定采用N溝道還是P溝道MOS管。在典型的功率應(yīng)用中,當(dāng)一個MOS管接地,而負(fù)載連接到干線電壓上時,該MOS管就構(gòu)成了低壓側(cè)開關(guān)。在低壓側(cè)開關(guān)中,應(yīng)采用N溝道MOS管,這是出于對關(guān)閉或?qū)ㄆ骷桦妷旱目紤]。當(dāng)MOS管連接到總線及負(fù)載接地時,就要用高壓側(cè)開關(guān)。通常會在這個拓?fù)渲胁捎肞溝道MOS管,這也是出于對電壓驅(qū)動的考慮。2、確定MOS管的額定電流該額定電流應(yīng)是負(fù)載在所有情況下能夠承受的很大電流。與電壓的情況相似,確保所選的MOS管能承受這個額定電流,即使在系統(tǒng)產(chǎn)生尖峰電流時。兩個考慮的電流情況是連續(xù)模式和脈沖尖峰。在連續(xù)導(dǎo)通模式下,MOS管處于穩(wěn)態(tài),此時電流連續(xù)通過器件。脈沖尖峰是指有大量電涌(或尖峰電流)流過器件。一旦確定了這些條件下的很大電流,只需直接選擇能承受這個很大電流的器件便可。3、選擇MOS管的下一步是系統(tǒng)的散熱要求須考慮兩種不同的情況,即壞情況和真實(shí)情況。建議采用針對壞情況的計算結(jié)果,因為這個結(jié)果提供更大的安全余量,能確保系統(tǒng)不會失效。上海加工MOS管工作溫度范圍很寬,從-55°C至+150°C左右。
此時N型半導(dǎo)體的源極和漏極的負(fù)電子被吸引出來而涌向柵極,但由于氧化膜的阻擋,使得電子聚集在兩個N溝道之間的P型半導(dǎo)體中(見圖b),從而形成電流,使源極和漏極之間導(dǎo)通。我們也可以想像為兩個N型半導(dǎo)體之間為一條溝,柵極電壓的建立相當(dāng)于為它們之間搭了一座橋梁,該橋的大小由柵壓的大小決定。圖給出了P溝道的MOS管。MOS管工作原理圖工作過程,其工作原理類似這里不再重復(fù)。下面簡述一下用C-MOS場效應(yīng)管(增強(qiáng)型MOS管)組成的應(yīng)用電路的工作過程(見圖)。電路將一個增強(qiáng)型P溝道MOS管和一個增強(qiáng)型N溝道MOS場效應(yīng)管組合在一起使用。當(dāng)輸入端為低電平時,P溝道MOS管導(dǎo)通,輸出端與電源正極接通。當(dāng)輸入端為高電平時,N溝道MOS場效應(yīng)管導(dǎo)通,輸出端與電源地接通。在該電路中,P溝道MOS場效應(yīng)管和N溝道MOS場效應(yīng)管總是在相反的狀態(tài)下工作,其相位輸入端和輸出端相反。通過這種工作方式我們可以獲得較大的電流輸出。同時由于漏電流的影響,使得柵壓在還沒有到0V,通常在柵極電壓小于1到2V時,MOS場效應(yīng)管既被關(guān)斷。不同場效應(yīng)管其關(guān)斷電壓略有不同。也正因為如此,使得該電路不會因為兩管同時導(dǎo)通而造成電源短路。
對于N溝道的場效應(yīng)管其源極和漏極接在N型半導(dǎo)體上,同樣對于P溝道的場效應(yīng)管其源極和漏極則接在P型半導(dǎo)體上。我們知道一般三極管是由輸入的電流控制輸出的電流。但對于場效應(yīng)管,其輸出電流是由輸入的電壓(或稱電場)控制,可以認(rèn)為輸入電流極小或沒有輸入電流,這使得該器件有很高的輸入阻抗,同時這也是我們稱之為場效應(yīng)管的原因。為解釋MOS管工作原理圖,我們先了解一下含有一個P—N結(jié)的二極管的工作過程。如圖所示,我們知道在二極管加上正向電壓(P端接正極,N端接負(fù)極)時,二極管導(dǎo)通,其PN結(jié)有電流通過。這是因為在P型半導(dǎo)體端為正電壓時,N型半導(dǎo)體內(nèi)的負(fù)電子被吸引而涌向加有正電壓的P型半導(dǎo)體端,而P型半導(dǎo)體端內(nèi)的正電子則朝N型半導(dǎo)體端運(yùn)動,從而形成導(dǎo)通電流。同理,當(dāng)二極管加上反向電壓(P端接負(fù)極,N端接正極)時,這時在P型半導(dǎo)體端為負(fù)電壓,正電子被聚集在P型半導(dǎo)體端,負(fù)電子則聚集在N型半導(dǎo)體端,電子不移動,其PN結(jié)沒有電流通過,二極管截止。對于MOS管(見圖),在柵極沒有電壓時,由前面分析可知,在源極與漏極之間不會有電流流過,此時MOS管與截止?fàn)顟B(tài)(圖a)。當(dāng)有一個正電壓加在N溝道的MOS管。MOS管柵極上時,由于電場的作用。mos管具有單向?qū)щ娦浴?/p>
如果N-MOS做開關(guān),G級電壓要比電源高幾V,才能完全導(dǎo)通,P-MOS則相反。沒有完全打開而壓降過大造成功率消耗,等效直流阻抗比較大,壓降增大,所以U*I也增大,損耗就意味著發(fā)熱。這是設(shè)計電路的忌諱的錯誤;(本次產(chǎn)品測試問題點(diǎn)雖然不是出在電路設(shè)計上,但BOM做錯比設(shè)計錯誤往往更難分析)2、頻率太高,主要是有時過分追求體積,導(dǎo)致頻率提高,MOS管上的損耗增大了,所以發(fā)熱也加大了;3、沒有做好足夠的散熱設(shè)計,電流太高,MOS管標(biāo)稱的電流值,一般需要良好的散熱才能達(dá)到。所以ID小于大電流,也可能發(fā)熱嚴(yán)重,需要足夠的輔助散熱片;4、MOS管的選型有誤,對功率判斷有誤,MOS管內(nèi)阻沒有充分考慮,導(dǎo)致開關(guān)阻抗增大??偨Y(jié)二:MOS管工作狀態(tài)分析MOS管工作狀態(tài)有四種,開通過程、導(dǎo)通狀態(tài)、關(guān)斷過程,截止?fàn)顟B(tài);MOS管主要損耗:開關(guān)損耗,導(dǎo)通損耗,截止損耗,還有雪崩能量損耗,開關(guān)損耗往往大于后者;MOS管主要損壞原因:過流(持續(xù)大電流或瞬間超大電流),過壓(D-S,G-S被擊穿),靜電(個人認(rèn)為可屬于過壓);總結(jié)三:MOS管工作過程分析MOS管工作過程非常復(fù)雜,里面變量很多,總之開關(guān)慢不容易導(dǎo)致米勒震蕩(介紹米勒電容,米勒效應(yīng)等,很詳細(xì)),但開關(guān)損耗會加大。MOS管是壓控器件,作為開關(guān)時,NMOS只要滿足Vgs>Vgs(th)即可導(dǎo)通,PMOS只要滿足Vgs。上海加工MOS管
開關(guān)損耗是在MOS由可變電阻區(qū)進(jìn)入夾斷區(qū)的過程中,也就是MOS處于恒流區(qū)時所產(chǎn)生的損耗。上海加工MOS管
柵極電壓還沒有到達(dá)VGS(th),導(dǎo)電溝道沒有形成,MOSFET仍處于關(guān)閉狀態(tài)。2.[t1-t2]區(qū)間,GS間電壓到達(dá)Vgs(th),DS間導(dǎo)電溝道開始形成,MOSFET開啟,DS電流增加到ID,Cgs2迅速充電,Vgs由Vgs(th)指數(shù)增長到Va。3.[t2-t3]區(qū)間,MOSFET的DS電壓降至與Vgs相同,產(chǎn)生Millier效應(yīng),Cgd電容增加,柵極電流持續(xù)流過,由于Cgd電容急劇增大,抑制了柵極電壓對Cgs的充電,從而使得Vgs近乎水平狀態(tài),Cgd電容上電壓增加,而DS電容上的電壓繼續(xù)減小。4.[t3-t4]區(qū)間,至t3時刻,MOSFET的DS電壓降至飽和導(dǎo)通時的電壓,Millier效應(yīng)影響變小,Cgd電容變小并和Cgs電容一起由外部驅(qū)動電壓充電,Cgs電容的電壓上升,至t4時刻為止.此時Cgs電容電壓已達(dá)穩(wěn)態(tài),DS間電壓也達(dá)小,MOSFET完全開啟。上海加工MOS管
江蘇芯鉆時代電子科技有限公司是我國IGBT模塊,可控硅晶閘管,二極管模塊,熔斷器專業(yè)化較早的有限責(zé)任公司(自然)之一,江蘇芯鉆時代是我國電子元器件技術(shù)的研究和標(biāo)準(zhǔn)制定的重要參與者和貢獻(xiàn)者。公司主要提供一般項目:技術(shù)服務(wù)、技術(shù)開發(fā)、技術(shù)咨詢、技術(shù)交流、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、技術(shù)推廣;電子元器件批發(fā);電子元器件零售;電子元器件與機(jī)電組件設(shè)備銷售;電力電子元器件銷售;電子設(shè)備銷售;電子測量儀器銷售;機(jī)械電氣設(shè)備銷售;風(fēng)動和電動工具銷售;電氣設(shè)備銷售;光電子器件銷售;集成電路芯片及產(chǎn)品銷售;半導(dǎo)體照明器件銷售;半導(dǎo)體器件設(shè)備銷售;半導(dǎo)體分立器件銷售;集成電路銷售;五金產(chǎn)品批發(fā);五金產(chǎn)品零售;模具銷售;電器輔件銷售;電力設(shè)施器材銷售;電工儀器儀表銷售;電工器材銷售;儀器儀表銷售;辦公設(shè)備銷售;辦公設(shè)備耗材銷售;辦公用品銷售;日用百貨銷售;機(jī)械設(shè)備銷售;超導(dǎo)材料銷售;密封用填料銷售;密封件銷售;高性能密封材料銷售;橡膠制品銷售;塑料制品銷售;文具用品批發(fā);文具用品零售;金屬材料銷售;金屬制品銷售;金屬工具銷售;環(huán)境保護(hù)設(shè)備銷售;生態(tài)環(huán)境材料銷售;集成電路設(shè)計;集成電路芯片設(shè)計及服務(wù)(除依法須經(jīng)批準(zhǔn)的項目外,憑營業(yè)執(zhí)照依法自主開展經(jīng)營活動)等領(lǐng)域內(nèi)的業(yè)務(wù),產(chǎn)品滿意,服務(wù)可高,能夠滿足多方位人群或公司的需要。將憑借高精尖的系列產(chǎn)品與解決方案,加速推進(jìn)全國電子元器件產(chǎn)品競爭力的發(fā)展。